[發明專利]一種具有表面微孔結構的軸瓦及加工方法

有效

• 申請號: 201210049529.3
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102537066A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 戴基卉;蔣繼科;林翰;伍建撰
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: F16C33/10
• 分類號: F16C33/10;F16C33/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明屬于汽車發動機技術領域，具體為發動機的主軸瓦或連桿軸瓦，其表面帶有規則排列的微孔結構。

背景技術

軸瓦，作為一種滑動軸承廣泛應用于發動機中。軸瓦通常由金屬瓦背及減摩合金層組成，與曲軸軸頸組成滑動摩擦副。發動機呈現平均有效壓力和轉速不斷提高的趨勢，所以對軸瓦的承載性、潤滑性的要求不斷提高。

現有的發動機軸瓦，從微觀上看軸瓦的內表面通常為光滑的或者呈凹槽型波紋結構。由彈流理論以及仿生研究可知，摩擦副表面不是越光滑越好，摩擦副表面過于光滑，當表面貧油時，難以形成油膜，形成邊界摩擦甚至干摩擦，加快磨損，使軸瓦失效。而軸瓦內表面微觀結構為凹槽型波紋結構時，軸瓦的油膜承載能力適度改善，但凹槽結構使周圍應力增大，不利于軸瓦的承載性，降低了軸瓦的強度。

實用新型內容

?本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能有效提高油膜的承載能力、潤滑效果明顯改善的具有內表面微孔結構的軸瓦。

本發明的目的是這樣實現的：?

一種具有表面微孔結構的軸瓦，包括軸瓦本體，本體由金屬瓦背和減摩合金層組成，其中減摩合金層為軸瓦和軸頸間的摩擦層。其特征在于減摩合金層的內表面加工有微結構。

所述微結構為采用激光微加工技術加工的微孔。

所述微孔規則排列，直徑為150μm～200μm，深度為35μm～50μm。

所有微孔的面積之和占減摩合金層內表面面積的4.5%～5.5%，微孔的形狀為圓錐孔或圓柱孔。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、提高了軸瓦-軸頸間的最小油膜厚度，且與表面光滑結構相比，微孔的存在使潤滑油由單向平面流動改為曲面多方向流動，增加通過單位面積流量，產生動壓效應，提高潤滑效果；現有技術的波紋結構或者槽形軸瓦，也有動壓效應，但微孔比槽型、波紋型對潤滑油的擠壓效果更明顯，所以動壓效應更強。

2、通過激光加工的內表面微孔與鏜出的凹槽型或波紋型相比，尺寸更微觀，應力集中更少，軸瓦的強度幾乎無變化。

3、內表面微孔可以儲油布油，當摩擦副表面貧油時可以向表面多點二次供油，延長潤滑時間。由于微孔深度大于凹槽或波紋型，儲油效果更好。

4、軸瓦磨損較多為磨粒磨損，內表面微孔可以捕捉磨粒，減少磨粒磨損。

附圖說明

圖1為本發明的軸瓦整體視圖；

圖1A是圖1的剖視圖；

圖2為本發明的軸瓦內表面視圖；

圖3為圖2的局部放大的詳細視圖；

圖4A和圖4B為圖3的A-A剖面圖；

圖5A和圖5B為微孔放大示意圖。

具體實施方式

以下具體說明本軸瓦的微孔結構及加工方式：

參見圖1、圖1A，該軸瓦具有軸瓦本體1，本體1由金屬瓦背3和減摩合金層4組成，其中減摩合金層4為軸瓦和軸頸間的摩擦層。

參見圖2、圖3，在減摩合金層4的內表面加工有規則排列的微孔2。具體加工方法是：

先在軸瓦本體1上的減摩合金層3內表面涂覆一層樹脂，該樹脂薄且易除去。

再裝夾入半圓環形工裝內側，采用脈沖激光器，優選的可以是Nd：YAG脈沖激光器在軸瓦加工出微孔。其中Nd：YAG脈沖激光器主要參數有：（a）激光波長：1064nm；（b）晶體：Nd:YAG，偏光；（c）激光輸出最大單脈沖能量：40mJ～50mJ?；（d）激光脈沖頻率：40Hz～50Hz?；（e）激光脈沖寬度：90ns～110ns?。Nd：YAG脈沖激光器產生的高能量高密度脈沖激光束等間隔作用于材料表面，使材料熔化，濺射形成微孔4結構。當脈沖激光束靜止時，混合式步進電機精確控制軸瓦線位移和角位移，獲得規則排列的圓錐形微孔陣列。

最后去除表面一層樹脂并拋光，就獲得了表面光滑且具有規則排列微孔結構的軸瓦。

參見圖4和圖5，微孔2的形狀為可以是圓錐孔，或是圓柱孔。它們的直徑最好為150μm～200μm，深度為35μm～50μm，且所有微孔2的面積之和占減摩合金層4）內表面面積的4.5%～5.5%。